汇编实现的memcpy和memset的方法
天天山珍海味的吃，也会烦。偶尔来点花生，毛豆小酌一点，也别有一番风味。
天天java,golang,c++,咱们今天来点汇编调剂一下，如何？
通过这篇文章，您可以了解过：
- CPU寄存器的一些知识;
- 函数调用的过程;
- 汇编的一些知识;
- glibc中memcpy和memset的使用;
- 汇编中memcpy和memset是如何实现的;
闲话不多说，今天来看看汇编中如何实现memcpy和memset(脑子里快回忆下你最后一次接触汇编是什么时候......)
函数是如何被调用的
栈的简单介绍
- 栈对函数调用来说特别重要，它其实就是进程虚拟地址空间中的一部分，当然每个线程可以设置单独的调用栈(可以用户指定，也可以系统自动分配);栈由栈基址(%ebp)和栈顶指针(%esp)组成，这两个元素组成一个栈帧,栈一般由高地址向低地址增长，将数据压栈时%esp减小，反之增大;
- 调用一个新函数时，会产生一个新的栈帧，即将老的%ebp压栈，然后将%ebp设置成跟当前的%esp一样的值即可。函数返回后，之前压栈的数据依然出栈，这样最终之前进栈的%ebp也会出栈，即调用函数之前的栈帧被恢复了，也正是这种机制支撑了函数的多层嵌套调用；
不管是写Windows程序还是Linux程序，也不管是用什么语言来写程序，我们经常会把某个独立的功能抽出来封装成一个函数，然后在需要的地方调用即可。看似简单的用法，那它背后是如何实现的呢？一般分为四步：
栈
函数调用规则
- 函数一般都会有多个参数，我们根据函数调用时，
- 参数压栈的方向(参数从左到右入栈，还是从右到左入栈);函数调用完是函数调用者负责将之前入栈的参数退栈，还是被调用函数本身来作等
这两点（其实还有一点，就是代码被编译后，生成新函数名的规则，跟我们这里介绍的关系不大）来分类函数的调用方式：
- stdcall:函数参数由右向左入栈,函数调用结束后由被调用函数清除栈内数据;
- cdecl:函数参数由右向左入栈,函数调用结束后由函数调用者清除栈内数据;
- fastcall:从左开始不大于4字节的参数放入CPU的EAX,ECX,EDX寄存器，其余参数从右向左入栈,函数调用结束后由被调用函数清除栈内数据;
这种方式最大的不同是用寄存器来存参数，所有它fast。
glibc中的memcpy
我们先来看下glibc中的memcpy,原型如下：
void*memcpy(void*dest,constvoid*src,size_tn);
从src拷贝连续的n个字节数据到dest中,不会有任何的内存越界检查。
chardest[5]={0};
chartest[5]={0,'b'};
charsrc[10]={'a','a','a','a','a','a','a','a','a','a'};
::memcpy(dest,src,6);
std::cout<
大家有兴趣的话可以考虑下上面的代码输出是什么？
汇编实现的memcpy
说来惭愧，汇编代码作者本人也不会写。不过我们可以参考linux源码里面的实现，这相对还是比较权威的吧。
它的实现位于arch/x86/boot/copy.S,文件开头有这么一行注释Copyright(C)1991,1992LinusTorvalds，看起来应该是大神亲手写下的。我们来看一看
GLOBAL(memcpy)
pushw%si
pushw%di
movw%ax,%di
movw%dx,%si
pushw%cx
shrw$2,%cx
rep;movsl
popw%cx
andw$3,%cx
rep;movsb
popw%di
popw%si
retl
ENDPROC(memcpy)
CPU的众多通用寄存器有%esi和%edi,它们一个是源址寄存器，一个是目的寄存器，常被用来作串操作，我们的这个memcpy最终就是将%esi指向的内容拷贝到%edi中，因为这种代码在linux源码中是被标识成了.code16,所有这里都只用到这两个寄存器的低16位：%si和%di；
代码的第一，二句保存当前的%si和%di到栈中；
这段代码实际上是fastcall调用方式，void*memcpy(void*dest,constvoid*src,size_tn);
其中dest被放在了%ax寄存器，src被放在了%dx,n被放在了%cx;
movw%ax,%di,将dest放入%di中，movw%dx,%s，将stc放入%si中；
一个字节一个字节的拷贝太慢了，我们四个字节四个字节的来，shrw$2,%cx，看看参数n里面有几个4,我们就需要循环拷贝几次，循环的次数存在%cx中，因为后面还要用到这个%cx,所以计算之前先将其压栈保存pushw%cx；
rep;movsl，rep重复执行movsl这个操作，每执行一次%cx的内容就减一，直到为0。movsl每次从%si中拷贝4个字节到%di中。这其实就相当于一个for循环copy；
参数n不一定能被4整除，剩下的余数，我们只能一个字节一个字节的copy了。
andw$3,%cx就是对%cx取余，看还剩下多少字节没copy;
rep;movsb一个字节一个字节的copy剩下的内容;
glibc中的memset
我们先来看下glibc中的memset,原型如下：
void*memset(void*s,intc,size_tn);
这个函数的作用是用第二个参数的最低位一个字节来填充s地址开始的n个字节，尽管第二个参数是个int,但是填充时只会用到它最低位的一个字节。
你可以试一下下面代码的输出：
intc=0x44332211;
ints=0;
::memset((void*)&s,c,sizeof(s));
std::cout<
汇编实现的memset
我们还是来看一下arch/x86/boot/copy.S中的实现：
GLOBAL(memset)
pushw%di
movw%ax,%di
movzbl%dl,%eax
imull$0x01010101,%eax
pushw%cx
shrw$2,%cx
rep;stosl
popw%cx
andw$3,%cx
rep;stosb
popw%di
retl
ENDPROC(memset)
不同于memcpy，这里不需要%si源址寄存器，只需要目的寄存器，所以我们先将其压栈保存pushw%di;
参考void*memset(void*s,intc,size_tn)可知，参数s被放在了%ax寄存器；参数n被放在了%cx寄存器;
参数c被放在了%dl寄存器，这里只用到了%edx寄存器的最低一个字节，所以对于c这个参数不管你是几个字节，其实多只有最低一个字节被用到；
和memcpy一样，一次一个字节的操作太慢了，一次四个字节吧，假设参数c的最低一个字节是0x11,那么一次set四个字节的话，就是0x11111111:
movzbl%dl,%eaximull$0x01010101,%eax
imull$0x01010101,%eax这句话就是把0x11变成0x11111111
rep;stosl，rep重复执行stosl这个操作，每执行一次%cx的内容就减一，直到为0。stosl每次从%eax中拷贝4个字节到%di中。这其实就相当于一个for循环copy；
参数n不一定能被4整除，剩下的余数，我们只能一个字节一个字节的copy了。
andw$3,%cx就是对%cx取余，看还剩下多少字节没copy;
rep;stosl一个字节一个字节的copy剩下的内容;
总结
以上所述是小编给大家介绍的汇编实现的memcpy和memset的方法，希望对大家有帮助！
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